Ia mendapat pendidikan biokimia di Swiss dan Jerman. Ketika di Jenewa, ia aktif dalam pergerakan Zionis. Pada tahun 1905 ia pindah ke Inggris, dan dipilih menjadi Dewan Umum Zionis.
Dukungan ilmiah Weizmann terhadap Pasukan Sekutu dalam PD I membawanya pada hubungan akrab dengan para pemimpin Inggris, memungkinkannya memainkan peran kunci dalam Deklarasi Balfour pada tanggal 2 November1917 yang mana Britania Raya mendukung pemberian tanah bagi Yahudi di Palestina.
Pada tahun 1918, Weizmann diangkat sebagai ketua Komisi Zionis dan dikirim ke Palestina oleh pemerintah Inggris untuk mendorong pembangunan masa depan di negeri itu. Di sana, ia meletakkan batu pertama Universitas Ibrani. Pada tahun yang sama Weizmann bertemu di Aqaba dengan Emir Feisal, putra Syarif Husain dari Makkah, orang Arab yang telah bersekongkol dengan Prancis dan Inggris untuk menentang Kesultanan Utsmaniyah untuk merundingkan kemungkinan jangkauan kemungkinan pada berdirinya negara Arab dan Yahudi yang ‘merdeka’.
Segera setelah itu, Weizmann memimpin delegasi Zionis pada Konferensi Perdamaian di Versailles, dan pada tahun 1920 menjadi pimpinan Organisasi Zionis Dunia (WZO). Ia mengepalai Agen Yahudi yang berdiri pada tahun 1929.
Pada tahun 1930-an, Weizmann meletakkan dasar Institut Riset Daniel di Rehovot, yang kemudian menjadi Institut Weizmann, tenaga penggerak di belakang riset ilmiah Israel. Pada tahun 1937, ia membangun rumahnya di Rehovot.
1918. Emir Faisal I dan Chaim Weizmann (kiri, juga mengenakan busana Arab untuk persahabatan)
Chaim Weizmann kembali menjabat sebagai pemimpin WZO pada tahun 1935-1946. Selama tahun itu pada zaman PD II, ia menyumbang banyak usaha dalam pendirian Pasukan Yahudi. Ia juga mencoba-gagal-mencegah persoalan Kertas Putih 1939, yang mengakibatkan dihentikannya imigrasi Yahudi ke Palestina.
Setelah berakhirnya PD II, Weizmannlah yang menolong dalam pengadopsian Rencana Pembagian oleh PBB pada tanggal 29 November 1947, dan pada pengakuan Israel oleh Amerika Serikat. Pada pendirian Israel, Weizmann dipilih untuk menjabat sebagai presiden pertama Israel. Peranan itu dipegangnya sampai wafat pada tahun 1952.
